物理化学练习题

物理化学练习题

第一章 热力学

一、填空题

2、100?C、1.5p? 的水蒸汽变为100?C，p? 的液体水，则此过程的?S ___ 0, ?G ___ 0。

5、理想气体向真空膨胀，体积由V1变到V2，其?U ___ 0，?S ___ 0。 6. NiO(s)与Ni(s),H2O(g), H2(g), CO2(g)及CO(g)呈平衡，则该体系的独立组分数为______，自由度数为_______。

6.在等温等压当W′=0的变化过程可用 来判断过程的方向，在等温条件则用 来判断过程的方向。

7.某反应的速率常数为0.462分-1，其初始浓度为0.1mol2dm-3，反应的半衰期为 ，对一个化学反应来说 反应速率越快。

1．在等体积0.08mol2dm-3KI和0.1mol2dm-3AgNO3溶液生成的AgI溶胶中，分别加入电解质NaCN,MgSO4,CaCl2其聚沉能力的顺序是 。

2．由 和 构成扩散双电层，ξ电势是 之间的电势。

5．比表面能的定义式为 ，发生毛细管凝结时，液体在毛细管上的接触角必 。

7. 发生毛细管凝结时，液体在毛细管上的接触角必 。 3、 理想气体恒温可逆压缩，?U ___0，?H___0。

二、是非题

1.2H+ + 2e -- H2，E1与2H2O + 2e -- H2 + 2OH-，E2，因它们都是

氢电极反应，所以E1 = E2。错

19、dH = CpdT 及dHm = Cp,mdT 的适用条件是无化学反应和相变，且不做非体积功的任何等压过程及无化学反应和相变而且系统的焓值只与温度有关的非等压过程。

12．从同一始态经不同的过程到达同一终态，则Q和W的值一般不同，（对）Q + W的值一般也不相同。（错

16．在101.325kPa下，1mol l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。若水蒸气可视为理想

1

气体，那么由于过程等温，所以该过程ΔU = 0。（错 1．自然界发生的过程一定是不可逆过程。（对

?H11．相变过程的熵变可由?S?计算。（错

T⑴“某体系处于不同的状态，可以具有相同的熵值”，此话对否？（对

?V2?⑸ 1mol理想气体进行绝热自由膨胀，体积由V1变到V2，能否用公式：?S?Rln??V??

?1?计算该过程的熵变？（可以

三、单选题：

4．对于克劳修斯不等式(A) (B) (C) (D)

，判断不正确的是：

必为可逆过程或处于平衡状态； 必为不可逆过程 ；

必为自发过程 ；

违反卡诺定理和第二定律，过程不可能自发发生。

2．体系的下列各组物理量中都是状态函数的是：

(A) T，p，V，Q ； (B) m，Vm，Cp，?V ； (C) T，p，V，n ； (D) T，p，U，W 。

11．某高压容器中盛有的气体可能是O2、Ar、CO2、NH3中一种，在298K时由5dm3

绝热可逆膨胀到6dm3，温度降低21K，则容器中的气体是： (A) O2 ； (B) CO2 ； (C) NH3 ； (D) Ar 。 10．计算熵变的公式 适用于下列： (A) 理想气体的简单状态变化 ；

(B) 无体积功的封闭体系的简单状态变化过程 ； (C) 理想气体的任意变化过程 ； (D) 封闭体系的任意变化过程 ；

12．2mol理想气体B，在300K时等温膨胀，W = 0时体积增加一倍， 则其 ?S(J2K-1)为：

(A) -5.76 ； (B) 331 ； (C) 5.76 ； (D) 11.52 。

17．熵是混乱度(热力学微观状态数或热力学几率)的量度，下列结论中不正确

的是： (A) 同一种物质的

(B) 同种物质温度越高熵值越大 ； (C) 分子内含原子数越多熵值越大 ；

2

；

(D) 0K时任何纯物质的熵值都等于零 。 20．?G = ?A的过程是：

(A) H2O(l,373K,p)H2O(g,373K,p) ；

(B) N2(g,400K,1000kPa)N2(g,400K,100kPa) ； (C) 等温等压下，N2(g) + 3H2(g)--NH3(g) ； (D) Ar(g,T,p)--Ar(g,T+100,p) 。

27．在 -10℃、101.325kPa下，1mol水凝结成冰的过程中， 下列哪个公式可以适用： (A) ?U = T?S； （B） ； (C) ?H = T?S + V?p； (D) ?GT,p = 0。 35．对多组分体系中i物质的偏摩尔量，

下列叙述中不正确

的是：

(A) Xi是无限大量体系中i物质每变化1mol时该系统容量性质X的变化量 ； (B) X为容量性质，Xi也为容量性质 ；

(A) Xi不仅决定于T、p，而且决定于浓度； (D) X = ∑niXi 。

四、计算题

4. (14分) 计算下列过程的 Q、W、ΔU、ΔH、ΔS(体)、ΔS(环)、ΔS(孤)、ΔA、ΔG。

(1). 1mol理想气体由300K、101325Pa恒外压1013250Pa 等温压缩到终态。

(2). 36克100℃、101325Pa的水蒸汽在外压为101325Pa下凝结为

100℃、101325Pa的水。已知水的ΔvapH=40.5KJ/mol，水蒸汽可视为理想气体。

7、0.5mol氮气（理想气体），经过下列三步可逆变化回复到原态： 1）. 从2p? , 5dm3在恒温T1下压缩至1dm3

3

2）. 恒压可逆膨胀至5dm3，同时温度由T1变至T2； 3）. 恒容下冷却至始态T1，2p? , 5dm3。

试计算：（1）T1 , T2；（2）经此循环的ΔU总，ΔH总，Q总，W总。

3、1mol 理想气体在 273.15K等温地从10p? 膨胀到p? ，若膨胀是可逆的，试计算此过程的Q（单位J）、W（单位J）及气体的?U（单位J），?H（单位J），?S（单位J/K），?G（单位J），?F（单位J）。

第二章 相 平 衡

一、填空题

2. CO2的三相点为216.15K， 5.13p? ，可见固体CO2（干冰）升华的压力范围是p ___ 5.13p? 。

二、是非题

1.等温等容条件下，B在? 、? 两相中达平衡，有?B? = ?B? 。

6．单组分系统的相图中两相平衡线都可以用克拉贝龙方程定量描述。（对 9．杠杆规则只适用于T～x图的两相平衡区。错

14．在简单低共熔物的相图中，三相线上的任何一个系统点的液相组成都相同。对 四、主观题：

2．滑冰鞋下面的冰刀与冰接触面长为7.68cm，宽为0.00245cm。

(1) 若滑冰者体重为60kg，试求施于冰面的压强为多少？(双脚滑行)

-(2) 在该压强下，冰的熔点是多少？巳知冰的摩尔熔化热为6009.5 J·mol1，冰的密度为

--0.92g·cm3，水的密度为1.0 g·cm3 。

-2．解：(1) p = W/2S = 60/(7.62 × 0.00245 × 3) = 1607 kg·cm2 = 1549 × 104 Pa (2) dp/dT = ΔH/TΔV ，dp = (ΔH/TΔV) ·dT 积分：p2-p1 = (ΔH/ΔV) × ln(T2/T1)，p2 = 15749 × 104 Pa，p1 = 101325 Pa T1 = 273.15 K， ΔV = 18.02/1.00 - 18.02/0.92 = -1.567 cm3 ln(T2/T1) = (p2-p1) × ΔV/ΔH

- = (15746 × 104-101325) × (-1.567 × 106)/6009.5 = -0.04106 T2 = 0.9598 T1 = 0.9598 × 273.15 = 262.16 K 即： t2 = - 11℃

6．下面是两组分凝聚体系相图，注明每个相图中相态，并指出三相平衡线。

6．解：

4

一、判断题答案： 1．错。

2．错，恒温、恒压、W’ = 0 时，ΔG > 0 的过程不能进行。 3．错，过程中W’ ≠ 0，ΔH ≠ Qp 。

4．ΔrGm(1) = ΔrGm(2)错，ΔrGm为广度量，与发生反应的物质的量有关。 5．E3= E1+ E2错，强度量不能相加减。

-6．错，电极反应不同，(1)的标准态是a(H+) = l，(2)的标准态是a(OH) = 1。

-7．错，电极反应为：Cl2 + 2e2C1 。

8．错，E为强度量，与发生反应的物质的量无关。

-9．错，电池(2)的E与Br浓度有关。

10．错，电池对外放电时，电池内正离子向正极迁移，负离子向负极移动。

-11．错，因Ag+ 与Cl 反应生成AgCl沉淀。 12．错。

二、单选题答案：

1. A； 2. C； 3. D； 4. C； 5. B； 6. C； 7. B； 8. D； 9. C； 10.D； 11.D； 12.C； 13.C； 14.C； 15.D； 16.D； 17.A； 18.B； 19.D； 20.D； 21.B； 22.A； 23.B； 24.B； 25.B； 26.C； 27.D； 28.B； 29.A； 30.D； 31.A； 32.C； 33.B； 34.A； 35.C； 36.B； 37.B； 38.A； 39.A； 40.D。 。

四、主观题答案：

-1．解：(1) 负极：H2(g) - 2e2H+；正极：2AgBr(s) + 2e2Ag(s) + 2Br 电池反应： H2(g) + 2AgBr(s) = 2Ag(s) + 2HBr(a = 1) (2) T = 298K ，E= 0.07150 V

φ(正) =φ(AgBr/Ag) = E- φ(H+/H2) = E= 0.07150 V

∵φ(AgBr/Ag) =φ(Ag+/Ag) + 0.05915lgKsp 即 0.07150 = 0.7991 + 0.05915lg Ksp

-∴ Ksp = 5.0 × 1013

(3) ΔG= -RTlnK= -nFE lnK= nFE/RT = 2 × 96500 × 0.07150/(8.314 × 298) = 5.5640，所以 K= 2.62 × 102

----(4) (?E/?T)p = -4.186 × 107·2T + 4.186 × 107 × 298 = -9.372 × 107T + 124.76 × 106

-T = 298K (?E/?T)p = -124.76 × 106 < 0， 放热

-Qr = nFT(?E/?T)p = 2 × 96500 × 298 × (-124.76 × 106) = - 7175 J

7．解：(1) 负极：Fe2+ - eFe3+ ；正极：Ag+ + eAg(s) 电池为： Pt| Fe2+,Fe3+|| AgNO3|Ag(s)

(2) E=φ(Ag+/Ag) =φ(Fe3+/Fe2+) = 0.7991 - 0.771 = 0.0281 V ln K= - ΔG/RT = nFE/RT

lg K= nE/0.05915 = 0.0281/0.05915 = 0.4751 K= 2.986

(3) Fe2+ + Ag+ = Ag(s) + Fe3+ 开始： 0 0 ∞ 0.05 平衡： x x ∞ 0.05 - x

K= (0.05–x)/x2 = 2.986，即2.986 x2 + x - 0.05 = 0 ，所以 x = 0.0442 m Ag+ 的浓度为 0.0442 m

8．解：(1) 负极：H2(p1)2H+ + 2e ；正极： 2H+ + 2eH2(p2) 电池反应： H2(p1) = H2(p2) E = E + RT/2F·ln(f1/f2) f1，f2 无法求出，用其它方法：

10

恒温下，dG = Vmdp Vm = RT/p + α

p2?p2??G?(RTp??)dp?RTln??p????(p2?p1) p1?1?? = -8.314 × 293 × ln20 + 0.01428 × (20 - 1) × 101.3 = -7325.1 J E = ΔG/nF = 7325.1/(2 × 96500) = 0.03796 V (2) ΔS =RlnV2??- ＝R ln(p1/p2) = 8.314 × ln20 = 24.91 J?K1

V1??ΔS > 0 nF(?E/?T)p > 0 (?E/?T)p > 0 吸热 ΔH = ΔG + TΔS = 7325.1 + 293 × 24.91 = - 28.486 J QR = TΔS = 293 × 24.91 = 7298 J

-10．[解]：将题给的两电极组成电池：Ag|Ag+(a+) || Cl(a-)|AgCl(s)|Ag

-电池反应是：AgCl(s)  Ag+ + Cl

-E= φ(AgCl,Cl,Ag) - φ(Ag+,Ag) = - 0.5767 V

-K= exp(zFE/RT) = 1.757 × 1010

-(1) K= a(Ag+) ·a(Cl) = (γ+m+/m) ·(γ-m-/m) = (γ±m±/m)2 = [γ±m(AgCl)/m]2 AgCl的溶解度很小，可设γ±= 1，所以

--m(AgCl) = m(K)1/2 = 1.326 × 105mol·kg1

此乃AgCl在水溶液中的平衡浓度，即其饱和浓度。

--(2) 0.01 mol·kg1KNO3溶液的离子强度I = ? (2 × 0.01) = 0.01 mol·kg1 lgγ± = - A|z+z-|I1/2 = -0.0509 γ± = 0.889

--m(AgCl) = m(K)1/2/γ± = 1.49 × 105 mol·kg1

与(1)相比，可见AgCl在电解质稀溶液中的溶解度比在纯水中有所增大。

12．[解]：设亚汞离子在溶液中为Hgnn+，则

--负极： nHg(l)Hgnn+(m1) + ne；正极：Hgnn+(m2) + nenHg(l) 电池反应：Hgnn+(m2)Hgnn+(m1) 电动势：E = - (RT/zF) × ln(m1/m2) 则 z = (RT/EF) × ln(m2/m1) = [(8.314 × 291)/(0.029 × 96485)] × ln10 = 1.99 所以n = z = 2，即亚汞离子在溶液中以Hg22+形式存在。

二、单选题：

1．丹聂尔电池(铜 - 锌电池)在放电和充电时锌电极分别称为： (A) 负极和阴极 ； (B) 正极和阳极 ； (C) 阳极和负极 ； (D) 阴极和正极 。

7．电极①Pt,Cl2(g)|KCl(a1)与②Ag(s)，AgCl(s)|KCl(a2)，这两个电极

的电极反应相界面有：

(A) （1） 2 个，（2） 2 个 ； (B) （1） 1 个，（2） 2 个； (C) （1） 2 个，（2） 1 个； (D) （1） 1 个，（2） 1 个。 11．电极 Pb2+(a)|Pb-Hg(a’) 和 Pb2+(a)|Pb(s) 的电极电势和标准电极

电势间的关系为：

(A) φθ相同φ不同 ； (B) φ相同φθ不同 ； (C) φ和φθ均相同 ； (D) φ和φθ均不同 。 13．下列电池的电动势与氯离子活度无关的是：

(A) Zn| ZnCl2(aq)| Cl2(p),Pt ；(B) Zn| ZnCl2(aq)| KCl (aq)| AgCl,Ag ； (C) Ag,AgCl| KCl(aq)| Cl2(p),Pt ； (D) Pt,H2( p)| HCl (aq)| Cl2(p),Pt 。 14．25℃时电池反应 H2(g) + ?O2(g) = H2O(l) 对应的电池标准电动势为 E1， 则反应2H2O(l) = 2H2(g) + O2(g) 所对应的电池的标准电动势 E2是：

11

(A) E2 = - 2E1； (B) E2 = 2E1；(C) E2 = - E1； (D) E2 = E1。 16．可以直接用来求Ag2SO4的溶度积的电池是： (A) Pt|H2(p)|H2SO4(a)| Ag2SO4(s)|Ag ；

(B) Ag|AgNO3(a)||K2SO4(a)|PbSO4(s),Pb(s) ；

(C) Ag(s),Ag2SO4(s)|K2SO4(a)||HCl(a)|AgCl(s),Ag(s) ； (D) Ag|AgNO3(a)||H2SO4(a)|Ag2SO4(s),Ag(s) 。

22．原电池Pt,H2(p)|H2SO4(0.01m)|O2(p),Pt 在298K时，

E = 1.228V，并已知H2O(l)的生成热n = 2，那么该电池的温度系数是：

= - 286.06 kJ2mol-1，

(A) -8.53 3 10-4 V2K-1 ； (B) -4.97 3 10-3 V2K-1 ； (C) 4.12 3 10-3 V2K-1 ； (D) 8.53 3 10-4 V2K-1 。

23．在恒温恒压条件下，以实际工作电压E’放电过程中，电池的反应热Q等于： (A) ΔH - zFE’ ； (B) ΔH + zFE’ ； (C) TΔS ； (D) TΔS - zFE’ 。

2+

27．巳知下列两个电极反应的标准还原电势为：Cu + 2e -- Cu，φ = 0.337 V； Cu+ + e -- Cu，φ = 0.521 V，由此求算得Cu2+ + e --Cu+ 的φ等于： (A) 0.184 V ； (B) -0.184 V ； (C) 0.352 V ； (D) 0.153 V 。 31．298K时，若要使电池 Pb(Hg)(a1)|Pb(NO3)2(aq)|Pb(Hg)(a2) 的电池 电动势E为正值，则Pb在汞齐中的活度必定是：

(A) a1 > a2 ； (B) a1 = a2 ； (C) a1 < a2 ； (D) a1和a2可取任意值 。 34．25℃时电极反应 Cu2+ + I - + e -- CuI 和 Cu2+ + e -- Cu+ 的标准 电极电势分别为0.086V和0.153V，则CuI的溶度积Ksp为： (A) 1.2 3 10-12 ； (B) 6.2 3 10-6 ； (C) 4.8 3 10-7 ； (D) 2.9 3 10-15 。

(C) （1）（2）（3）（4）； (D) （4）（5） 。 37．下列电池中，液体接界电位不能被忽略的是： (A) Pt,H2(P1)|HCl(m1)|H2(p2),Pt ；

(B) Pt,H2(p1)|HCl(m1)|HCl(m2)|H2(p2), Pt ； (C) Pt,H2(p1)|HCl(m1)||HCl(m2)|H2(p2),Pt ；

(D) Pt,H2(p1)|HCl(m1)|AgCl,Ag-Ag,AgCl|HCl(m2)|H2(p2),Pt 。

第五章 化学动力学基础(1)

一、判断题：

1．在同一反应中各物质的变化速率相同。

2．若化学反应由一系列基元反应组成，则该反应的速率是各基元反应速率的代数和。

4．双分子反应一定是基元反应。

5．零级反应的反应速率不随反应物浓度变化而变化。 7．一个化学反应进行完全所需的时间是半衰期的2倍。 8．一个化学反应的级数越大，其反应速率也越大。

12

9．若反应 A + B--Y + Z的速率方程为：r=kcAcB，则该反应是二级反应，且肯定不是双分子反应。

13．对平衡反应A--Y，在一定温度下反应达平衡时，正逆反应速率常数相等。 14．平行反应

，k1/k2的比值不随温度的变化而变化。

15．复杂反应的速率取决于其中最慢的一步。

16．反应物分子的能量高于产物分子的能量，则此反应就不需要活化能。 17．温度升高。正、逆反应速度都会增大，因此平衡常数也不随温度而改变。

一、判断题：

1．在同一反应中各物质的变化速率相同。

2．若化学反应由一系列基元反应组成，则该反应的速率是各基元反应速率的代数和。 3．单分子反应一定是基元反应。 4．双分子反应一定是基元反应。

5．零级反应的反应速率不随反应物浓度变化而变化。

6．若一个化学反应是一级反应，则该反应的速率与反应物浓度的一次方成正比。 7．一个化学反应进行完全所需的时间是半衰期的2倍。 8．一个化学反应的级数越大，其反应速率也越大。

9．若反应 A + BY + Z的速率方程为：r=kcAcB，则该反应是二级反应，且肯定不 是双分子反应。

10. 下列说法是否正确：

(1) H2+I2=2HI 是2 分子反应；(2) 单分子反应都是一级反应，双分子反应都是二级反应。；

(3) 反应级数是整数的为简单反应 (4) 反应级数是分数的为复杂反应。

11．对于一般服从阿累尼乌斯方程的化学反应，温度越高，反应速率越快，因此升高温 度有利于生成更多的产物。

12．若反应(1)的活化能为E1，反应(2)的活化能为E2，且E1 > E2，则在同一温度下k1一 定小于k2。

13．若某化学反应的ΔrUm < 0，则该化学反应的活化能小于零。

14．对平衡反应AY，在一定温度下反应达平衡时，正逆反应速率常数相等。

k1???B15．平行反应A┤???C，k1/k2的比值不随温度的变化而变化。 k216．复杂反应的速率取决于其中最慢的一步。

17．反应物分子的能量高于产物分子的能量，则此反应就不需要活化能。 18．温度升高。正、逆反应速度都会增大，因此平衡常数也不随温度而改变。

四、主观题：

3．设乙醛热分解CH3CHOCH4 + CO 是按下列历程进行的：

12????CH3CHO?CH3· + CHO； CH3· + CH3CHO?CH4 + CH3CO·(放热反应) k3k4??????CH3CO·CH3· + CO ； CH3· + CH3·C2H6 。

(1) 用稳态近似法求出该反应的速率方程：d[CH4]/dt = ？

5．设某化合物分解反应为一级反应，若此化合物分解30％ 则无效，今测得温度50℃、

----60℃ 时分解反应速率常数分别是7.08×104 hr1与1.7×103hr1，计算这个反应的活化 能，并求温度为25℃ 时此反应的有效期是多少?

kk第五章 化学动力学（1）练习题答案

13

一、判断题答案：

1．错，同一化学反应各物质变化速率比等于计量系数比。 2．错，总反应速率与其他反应速率的关系与反应机理有关。 3．对，只有基元反应才有反应分子数。 4．对，只有基元反应才有反应分子数。 5．对。 6．对。 7．错。 8．错。 9．错，不一定是双分子反应。 10．(1) 错。 (2) 错。 (3) 错。 (4) 对。

11．错，若为可逆反应，温度升高则逆反应速率常数也增加。 12．错，A与Ea和ko都有关。 13．错，Ea > 0。 14．错，对行反应达平衡时，正、逆反应速率相等。 15．错，k1/k2 = (k01 /k02)exp(El—E2)/RT。

16．错，复杂反应中只有连续反应的速率决定于其中最慢的一步。 17．错。该反应是放热反应，中间产物的能量比反应物高，要活化能的。 18．错。正逆反应速率增加的倍数不同。

二、单选题答案：

1. A； 2. B； 3. C； 4. C； 5. C； 6. A； 7. D； 8. D； 9. C； 10.C； 11.D； 12.C； 13.B； 14.B； 15.A； 16.B； 17.B； 18.B； 19.D； 20.B； 21.C； 22.D； 23.C； 24.C； 25.D； 26.C； 27.C； 28.D； 29.C； 30.B； 31.B； 32.D； 33.D； 34.A； 35.B； 36.D； 37.C； 38.C； 39.D； 40.B。

四、主观题解答：

3．解：(1) r = d[CH4]/dt = k2[CH3·][CH3CHO] (1)

2

d[CH32]/dt = k1[CH3HO] - k2[CH32][CH3CHO] + k3[CH3CO2] - k4[CH32] = 0 (2) d[CH3CO2]/dt = k2[CH32][CH3CHO] - k3[CH3CO2] = 0 (3)

2

(2)式 + (3)式： k1[CH3CHO] = k4[CH32]

[CH32] = (k1/k4)1/2[CH3CHO]1/2 代入(1)式

r = k2(k1/k4)1/2[CH3CHO]3/2 = ka[CH3CHO]3/2 其中 ka = k2(k1/k4)1/2 (2) Ea = E2 + ? (E1 - E4)

--E1 = εC-C = 355.64 kJ·mol1 ，E2 = 0.05 × εC-H = 0.05 × 422.58 = 21.13 kJ·mol1 ，E4 = 0

-Ea = 21.13 + 1/2 (355.64 - 0) = 198.95 kJ2mol1

5．解： Arrhenius 方程式： ln(k2/k1) = E(T2 - T1)/RT1T2 Ea = RT1T2/(T2 - T1)·ln(k2/k1)

-- = [8.314 × 323 × 333/(333 - 323)]·ln(1.7 × 103/7.08 × 104) = 78.33 kJ/mol 设 25℃ 时的速率常数为 k3，T3 = 298 K ln(k1/k3) = 78.33 × 103(323 - 298)/(8.314 × 323 × 298) = 2.447

-4--k1/k3 = 11.554 k3 = 7.08 × 10/11.554 = 6.13 × 105hr1

一级反应： ln[a/(a - x)] = k1t x = 0.30a

-t = 1/k3·ln[a/(a - x)] = 1/6.13 × 105·ln[1/(1 - 0.3)] = 5813 hr = 242.2 天

二、单选题：

1． 1．反应3O2 --2O3，其速率方程 -d[O2]/dt = k[O3]2[O2] 或 d[O3]/dt = k'[O3]2[O2]，那么k与k'的关系是： (A) 2k = 3k' ； (B) k = k' ； (C) 3k = 2k' ； (D) ?k = ?k' 。

14

4．进行反应A + 2D--3G在298K及2dm3容器中进行，若某时刻反应进度随时间变化率为0.3 mol2s-1，则此时G的生成速率为(单位：mol-12dm32s-1) ：

(A) 0.15 ； (B) 0.9 ； (C) 0.45 ； (D) 0.2 。 5．基元反应体系aA + dD -- gG的速率表达式中，不正确的是：

(A) -d[A]/dt = kA[A]a[D]d ； (B) -d[D]/dt = kD[A]a[D]d ； (C) d[G]/dt = kG[G]g ； (D) d[G]/dt = kG[A]a[D]d 。 6．某一反应在有限时间内可反应完全，所需时间为c0/k，该反应级数为： (A) 零级 ； (B) 一级 ； (C) 二级 ； (D) 三级 。 9．某反应，其半衰期与起始浓度成反比，则反应完成87.5％的时间t1与 反应完成50％的时间t2之间的关系是： (A) t1 = 2t2 ； (B) t1 = 4t2 ； (C) t1 = 7t2 ； (D) t1 = 5t2 。

11．有相同初始浓度的反应物在相同的温度下，经一级反应时，半衰期 为t1/2 ；若经二级反应，其半衰期为t1/2'，那么： (A) t1/2 = t1/2' ； (B) t1/2 > t1/2' ； (C) t1/2 < t1/2' ； (D) 两者大小无法确定 。

13．起始浓度都相同的三级反应的直线图应是 (c为反应物浓度，n为级数) ：

14．某化合物与水相作用时，其起始浓度为1 mol2dm-3，1小时后为

0.5 mol2dm-3，2小时后为0.25 mol2dm-3。则此反应级数为： (A) 0 ； (B) 1 ； (C) 2 ； (D) 3 。

15．某反应速率常数k = 2.31 3 10-2mol-12dm32s-1，反应起始浓度为 1.0 mol2dm-3，则其反应半衰期为：

(A) 43.29 s ； (B) 15 s ； (C) 30 s ； (D) 21.65 s 。 18．某反应进行时，反应物浓度与时间成线性关系，则此反应之半衰期 与反应物最初浓度有何关系?

(A) 无关 ； (B) 成正比 ； (C) 成反比 ； (D) 平方成反比 19．恒容下某复杂反应(取单位体积)的反应机理为：，分别

以A和B反应物的浓度变化来计算反应速率，其中完全正确的一组是： (A) rA = k1cA2 ， rB = k2cB ；

(B) rA = k1cA - k-1cB ， rB = k-1cB + k2cC ； (C) rA = k1cA2 + k-1cB ， rB = k-1cB - k2cC ；

(D) rA = - k1cA2 + k-1cB ， rB = k1cA2 - k-1cB - k2cC 。

20．反应A + B → C + D的速率方程为r = k[A][B] ，则反应：

(A) 是二分子反应 ； (B) 是二级反应但不一定是二分子反应 ； (C) 不是二分子反应 ； (D) 是对A、B 各为一级的二分子反应 。 (A) 2A→B + D ；

(B) A→B + D ；(C) 2A + B→2D ；(D) A + B→2D 。

15

24．对于可逆一级反应 ，下列叙述正确的是：

(A) 平衡时cA = cB ； (B) 平衡时k1 = k-1 ；

(C) 总反应速率为正、逆反应速率的代数和 ； (D) 加入正催化剂可使k1 > k-1 。 25．某温度时，平行反应

的k1和k2分别为0.008和0.002 min-1，

那么100min后A的转化率为：

(A) 100％ ； (B) 81.9％ ； (C) 44.9％ ； (D) 63.2％ 。

第六章 界面现象

一、判断题： 1．只有在比表面很大时才能明显地看到表面现象，所以系统表面增大是 表面张力产生的原因。

2．对大多数系统来讲，当温度升高时，表面张力下降。

6．液体在毛细管内上升或下降决定于该液体的表面张力的大小。

四、主观题：

1．有一毛细管，其半径为0.60 mm，当它垂直插入水中，水面上升2.19 cm，设该毛细

-管的接触角为30°，水的密度是0.98 g·cm3，求该温度下水的表面张力。

---3．乙醇的表面张力符合下列公式：σ( × 103N·m1) = 72 - 0.5c + 0.2c2 ，c(mol·dm3)为乙醇 的浓度。试计算温度25℃ 时：

-(1) 醇浓度为0.3、0.5 mol·dm3 表面超量 ； (2) 求出饱和吸附量 ； (3) 算乙醇分子的截面积 。

第六章

表面现象练习题答案

一、思考题答案：

1．错，表面张力产生的原因是处于表面层的分子与处于内部的分子受力情况不一样。 2．对。

6．错，液体在毛细管内上升或下降决定于液体能否润湿管壁，润湿与否与σ(l-g)、σ(l-s) 和σ(g-s)的相对大小有关。

四、主观题答案：

1．解：液面是凹面，r < 0，Δp < 0，p' < p0 p' + h(水) = p0 ，Δp = h(水) 2σ/r(毛) = hρg (g 为重力加速度)

曲率半径与毛细管半径关系： rcosθ = r(毛) ， 2σcosθ/r(毛) = hρg ，σ = hρgr(毛)/2cosθ

--r(毛) = 0.60 mm = 6.0 × 104 m ，ρ = 0.98 g/cm3 = 980 kg·m3，

16

g = 9.8 m·s2

-cosθ = cos30°= 0.866， h = 2.19cm = 2.19 × 102 m

----∴σ = 2.19 × 102 × 980 × 9.8 × 6.0 × 104/(2 × 0.866) = 7.286 × 103 N·m1

-3．解：σ = 72-0.5c +0.2 c2 ，(?σ/?c)A,p = ( -0.5 + 0.4 c) × 103 (1) c = 0.3 M，

-Γ1 = -c/RT?(?σ/?c)T,p = [-0.3/(8.314 × 298)] · (-0.5 + 0.4 × 0.3) × 103

-8

= 4.6012 × 10 mol/m2 c = 0.5 M，

--8

Γ2 = [-0.5/(8.314 × 298)] · (-0.5 + 0.4 × 0.5) × 103 = 6.0543 × 10 mol/m2 (2) 由类似的 Langmuir 公式： Γ = Γ∞·Kc/(1 + Kc) 1/Γ = 1/Γ∞ + 1/Γ∝K·1/c

-┌ 1/(4.6012 × 108) = 1/Γ∞ +1/Γ∞K·1/0.3

-8

└ 1/(6.0543 × 10) = 1/Γ∞ +1/Γ∞K·1/0.5

-82

解得，Γ∞ = 11.503 × 10 mol/m

-8

(3) A∞ = 1/Γ∞NA = 1/(11.503 × 10 × 6.022 × 1023)

-17

= 1.4436 × 10m2 (乙醇分子截面积)

-

二、 单选题：

1．下列叙述不正确的是：

(A) 比表面自由能的物理意义是，在定温定压下，可逆地增加单位

表面积引起系统吉布斯自由能的增量 ；

(B) 表面张力的物理意义是，在相表面的功面上，垂直作用于表面

上任意单位长度功线的表面紧缩力 ；

(C) 比表面自由能与表面张力量纲相同，单位不同 ；

2-1

(D) 比表面自由能单位为J2m，表面张力单位为 N2m时，两者数值不

同 。

3．同一体系，比表面自由能和表面张力都用σ表示，它们：

(A) 物理意义相同，数值相同 ； (B) 量纲和单位完全相同 ；

(C) 物理意义相同，单位不同 ； (D) 前者是标量，后者是矢量 。

4．一个玻璃毛细管分别插入25℃ 和75℃ 的水中，则毛细管中的水在 两不同温度水中上升的高度：

(A) 相同 ； (B) 无法确定 ；

(C) 25℃ 水中高于75℃ 水中 ； (D) 75℃ 水中高于25℃ 水中 。 5．纯水的表面张力是指恒温恒压组成时水与哪类相接触时的界面张力： (A) 饱和水蒸气 ； (B) 饱和了水蒸气的空气 ； (C) 空气 ； (D) 含有水蒸气的空气 。 11．弯曲液面下的附加压力与表面张力的联系与区别在于： (A) 产生的原因与方向相同，而大小不同 ； (B) 作用点相同，而方向和大小不同 ； (C) 产生的原因相同，而方向不同 ； (D)作用点相同，而产生的原因不同 。 14．微小固体颗粒在水中的溶解度应：

17

(A) 与颗粒大小成正比 ； (B) 与颗粒大小无关 ； (C) 随表面张力增大而增大 ； (D) 与固体密度成正比 。 15．下列摩尔浓度相同的各物质的稀水溶液中，哪一种溶液的表面发生负吸附： (A) 硫酸 ； (B) 己酸 ； (C) 硬脂酸 ； (D) 苯甲酸 。

16．一根毛细管插入水中，液面上升的高度为h，当在水中加入少量的NaCl， 这时毛细管中液面的高度为：

(A) 等于h ； (B) 大于h ； (C) 小于h ； (D) 无法确定 。 23．胶束的出现标志着表面活性剂的：

(A) 降低表面张力的作用下降 ； (B) 溶解已达到饱和 ；

(C) 分子间作用超过它与溶剂的作用 ； (D) 分子远未排满溶液表面 。 25．如图所示，一支玻璃毛细管插入水中，有一段水柱， 水柱内b处的压力pb为： (A) pb = p0 ；

(B) pb = p0 + ρgh ； (C) pb = p0-ρgh ； (D) pb = ρgh 。

26．水对玻璃润湿，汞对玻璃不润湿，将一玻璃毛细管分别插 入水和汞中，下列叙述不正确的是：

(A) 管内水面为凹球面 ； (B) 管内汞面为凸球面 ；

(C) 管内水面高于水平面 ； (D) 管内汞面与汞平面一致 。 27．如图所示，a、b、c为内径相同的玻璃毛细管。a中水柱升高至h，b 中间有扩大部分，d为内径相同的石蜡毛细管(水不润湿石蜡)，则下列 叙述不正确的是：

(A) b管中水柱自动升至h’，若将水吸至高于h，

去掉吸力，水面保持在h ；

(B) c管中水柱自动升至h? 并向下滴水 ； (C) c管中水柱自动升至h? ，不向下滴水 ； (D) d管中水面低于槽中水平面 。

28．矿石浮选法的原理是根据表面活性剂的：

(A) 乳化作用 ； (B) 增溶作用； (C) 去污作用 ； (D) 润湿作用 。

18

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